作為數(shù)控機床、機器人等的重要組成部分,隨著加工制造、汽車等行業(yè)的發(fā)展,永磁交流伺服系統(tǒng)成為國內(nèi)外研究和應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。同時隨著功率電子器件和微處理器的進步,伺服系統(tǒng)也逐步向全數(shù)字化方向發(fā)展,全數(shù)字化系統(tǒng)具有可靠性高、實現(xiàn)新控制策略容易、功能豐富等優(yōu)點。 本文論述了永磁同步電機空間矢量脈寬調(diào)制控制的最新發(fā)展,分析了從基礎(chǔ)理論到最新的控制算法的有關(guān)永磁同步電機空間矢量控制的許多問題。在對永磁同步電動機(PMSM)的數(shù)學(xué)模型和控制理論進行全面、深入研究的基礎(chǔ)上,本文在PMSM 的電壓空間矢量的弱磁控制方面做了大量的理論和實驗研究,提出一種基于空間矢量PWM (SVPWM)的PMSM 定子磁鏈弱磁控制定方法,在電機轉(zhuǎn)速達到基本轉(zhuǎn)速之前采用最大轉(zhuǎn)矩/電流策略控制,超過基本轉(zhuǎn)速之后采用弱磁擴速的電流控制策略,使電機具有更大的調(diào)速空間,該策略可實現(xiàn)電壓矢量近似連續(xù)調(diào)節(jié),有效減小了PMSM 的轉(zhuǎn)矩脈動,提高了系統(tǒng)的性能,仿真結(jié)果證明了這一結(jié)論。 在上述工作的基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了一套基于TMS320LF2407A 的高性能全數(shù)字永磁交流調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)以空間矢量PWM 控制為核心。
標(biāo)簽: 永磁同步電動機 調(diào)速控制
上傳時間: 2013-06-08
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本文論述了基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)的研究。 近年來,由于燃油交通工具尾氣排放對城市空氣造成的嚴(yán)重污染,以及人們生活水平、環(huán)保意識的逐漸提高,綠色交通工具己成為時代發(fā)展的重要課題。考慮到我國目前的國情,發(fā)展電動車具有重要的環(huán)保意義。 隨著電機技術(shù)及功率器件性能的不斷提高,電動車的控制器發(fā)展迅速。但是目前市場上大多數(shù)的電動車產(chǎn)品均采用低集成度元件控制裝置,功能過于簡單,不能充分發(fā)揮系統(tǒng)潛力及處理一些特殊的控制問題。 提出了基于意法半導(dǎo)體芯片ST7FMC的永磁無刷直流電動機的控制系統(tǒng)設(shè)計方案,進行了低成本、高智能的無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計,能滿足更多應(yīng)用場合的需要。主要從以下幾個方面進行了分析與研究: 首先,建立無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型,并分析其電機運行特性。 其次,根據(jù)ST專用單片機的特點詳細設(shè)計了系統(tǒng)的控制策略:將調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計為電流、速度雙閉環(huán)的PI算法控制,以保證調(diào)速性能和電流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器進行速度的檢測,比較精確;將相電流檢測設(shè)計成母線電流PWM On中點檢測;采用了高性能的驅(qū)動集成電路IR2136來驅(qū)動MOSFET組成的全橋逆變電路;驅(qū)動方式采用新型的凸形波驅(qū)動控制方法。 最后,組裝了試驗樣車,通過實驗室觀測及實地運行,驗證了系統(tǒng)運行的可靠性。 由此得出結(jié)論:本課題設(shè)計的基于ST7FMC的電動摩托車控制系統(tǒng)具有運行性能良好、可靠性高的特點,為后續(xù)的研究工作提供了一定的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: ST7FMC 電動摩托車 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-17
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隨著非線性負載在電網(wǎng)應(yīng)用中的不斷增加,給電網(wǎng)造成的諧波污染日益嚴(yán)重,已成為影響電能質(zhì)量的重要因素之一。與無源濾波器相比,有源濾波器具有濾波特性好,受電網(wǎng)阻抗影響小,可同時補償諧波和無功等優(yōu)點,所以,有源電力濾波裝置作為一項有效措施,被廣泛地研究和應(yīng)用。 本文首先介紹了諧波產(chǎn)生及其嚴(yán)重的危害性,綜述了國內(nèi)外電力系統(tǒng)諧波抑制技術(shù)的發(fā)展概況以及有源電力濾波器在諧波抑制中的應(yīng)用前景。闡明了以DSP為核心控制芯片的有源電力濾波器數(shù)字控制系統(tǒng)的特點。介紹了有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)和工作原理,在瞬時無功功率理論的基礎(chǔ)上設(shè)計了諧波電流的檢測方案,提出了有源電力濾波器全數(shù)字化控制系統(tǒng)的實施方案,包括信號調(diào)理、過零檢測、交流采樣、鎖相和濾波等,同時給出部分程序框圖及程序和程序運行結(jié)果。為了進行更加深入的理論分析,本文在MATLAB的SIMULINK仿真環(huán)境下建立了有源電力濾波器系統(tǒng)的仿真模型,并對諧波電流檢測方法進行了仿真對比。同時,重點進行了軟件設(shè)計,包括數(shù)字鎖相環(huán)、低通濾波器等,程序運行結(jié)果取得了令人滿意的效果。 本文以三相并聯(lián)有源電力濾波器為研究對象,設(shè)計了基于DSP芯片的數(shù)字化控制方案,該方案用一片DSP芯片TMS320F2812實現(xiàn)諧波指令電流計算和控制環(huán)節(jié)。并詳細介紹了該控制方案的軟件設(shè)計。 從目前國外的研究和使用情況來看,有源電力濾波器具有廣闊的應(yīng)用前景。本題目今后的重點發(fā)展方向是進行實用化研究。
上傳時間: 2013-04-24
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由于直流調(diào)速的局限性和交流調(diào)速的優(yōu)越性,以及計算機技術(shù)和電力電子器件的不斷發(fā)展,異步電動機變頻調(diào)速技術(shù)正在快速發(fā)展之中。在現(xiàn)代微機技術(shù)的快速發(fā)展下,計算機運行速度不斷提高,指令的執(zhí)行速度也達到了前所未有的高度,使得復(fù)雜算法應(yīng)用計算機來進行實時運算、執(zhí)行成為可能。經(jīng)過最近十幾年的應(yīng)用開發(fā),交流異步電動機的變頻調(diào)速性能已經(jīng)優(yōu)于直流調(diào)速系統(tǒng)。 目前廣泛研究應(yīng)用的異步電動機調(diào)速技術(shù)有恒壓頻比控制方式、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。本論文中所討論的是異步電動機矢量控制調(diào)速方法,相對于恒壓頻比控制和直接轉(zhuǎn)矩控制,它有動態(tài)性能和低速性能好、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點。 本文對異步電動機的數(shù)學(xué)模型的建立進行了詳細的分析和闡述。通過對異步電動機的動態(tài)電磁關(guān)系的分析以及坐標(biāo)變換原理概念的介紹,建立了異步電動機在不同坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型,指出了異步電動機的模型特點是一多變量、強藕合的非線性系統(tǒng)。 在對異步電動機的矢量控制原理進行闡述時,給出了矢量變換方法實現(xiàn)的步驟,并依次說明了三相異步電動機數(shù)學(xué)模型是如何解耦的。在論述了二相異步電功機的磁場定向原理后,介紹了轉(zhuǎn)子磁鏈的計算方法并設(shè)計了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器。 詳細地分析了磁通調(diào)節(jié)器,轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理,并設(shè)計了磁通調(diào)節(jié)器,轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。以DSP為控制核心,設(shè)計了異步電動機的矢量控制系統(tǒng)的硬件,并編制了軟件程序。 運用MATLAB的工具軟件SIMULINK對磁通閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)進行仿真,給出了仿真結(jié)果,并對仿真結(jié)果進行了分析。
上傳時間: 2013-04-24
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論文針對兩輪電動車輛(EV)用稀土永磁(REPM)無刷同步電動機(SM),分別進行了正弦波和方波兩種工作方式下的控制技術(shù)研究。論文在全面分析正弦波和方波無刷電機工作原理、調(diào)速控制方法及其性能特點的基礎(chǔ)上,分別對36VDC電動自行車和96VDC電動摩托車用稀土永磁無刷同步電動機進行了正弦波、方波驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)建和控制電路設(shè)計。 論文采用高集成度智能專用芯片與廉價的EEPROM配合作為核心控制單元,生成穩(wěn)定的SPWM脈沖信號,構(gòu)成36VDC正弦波驅(qū)動系統(tǒng),其外圍電路簡單緊湊,克服了傳統(tǒng)SPWM信號產(chǎn)生方法中微處理機程序容易“跑飛”和模擬系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷。同時,采用專用PWM調(diào)制芯片和硬件邏輯器件構(gòu)成96VDC方波驅(qū)動系統(tǒng),采用寬范圍輸入電壓的開關(guān)電源實現(xiàn)系統(tǒng)的控制供電,將直流電機系統(tǒng)常用的電流截止負反饋電路引入無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)中,提高了大功率方波驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性,其原理樣機性能穩(wěn)定,負載電流可達30A。 兩種系統(tǒng)測試結(jié)果分析對比表明:相同結(jié)構(gòu)的稀土永磁無刷同步電動機,采用正弦波或方波驅(qū)動控制各有利弊。正弦波驅(qū)動采用變頻調(diào)速,電機運行平穩(wěn),利用弱磁調(diào)速,還可實現(xiàn)超高速恒功率運行,但易于失步;而方波驅(qū)動采用PWM調(diào)壓調(diào)速,電機則具有良好的控制特性,機械特性較硬,起動轉(zhuǎn)矩大,車輛提速快,適于爬坡,但轉(zhuǎn)矩脈動較大。 綜上所述,采用方波驅(qū)動更適合于兩輪電動車輛的運行特點,論文介紹的方波驅(qū)動系統(tǒng)在電動車輛應(yīng)用領(lǐng)域有著較好的發(fā)展前景。
標(biāo)簽: 電動車輛 驅(qū)動控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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介紹了單相全橋逆變器的工作原理, 闡述產(chǎn)生SPWM波和實現(xiàn)PI 控制的算法, 給出以DSP(數(shù)字信號處理器) 實現(xiàn)控制的軟件流程。實驗表明利用軟件完成逆變器控制是可行的
上傳時間: 2013-06-30
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基于TMS320F2812的三相異步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-10
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針對空間電壓欠量脈寬調(diào)制過程中存在的問題,采用理論推演與軟件設(shè)計方法,在介紹了s V P w M 的基本原理的基礎(chǔ)上,利用T I 公司的 D S P電機控制芯片 T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7設(shè)計了S V P W M的實現(xiàn)方法,并給出 j - 變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化實現(xiàn)。 通過對永磁同步電機進行控制仿真實驗,得到的結(jié)果表明此方法是切實可行V , J ,控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的動靜態(tài)性能,較高的控制效果,有廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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基于TMS320F2812高精度跟蹤伺服控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-08-03
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超聲波電機是上個世紀(jì)八十年代逐步發(fā)展起來的新型微電機。它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力,通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁馬達相比,它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作相應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入時能自鎖等卓越特性,在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。目前,旋轉(zhuǎn)型超聲波電機,尤其是環(huán)形行波型超聲波電機,在工業(yè)、辦公、過程自動化等領(lǐng)域的伺服系統(tǒng)中作為直接驅(qū)動執(zhí)行器得到廣泛的關(guān)注。 本論文主要研究并設(shè)計了用于超聲波電機控制驅(qū)動的小型控制系統(tǒng)。其目的是針對市場需要,提供給用戶一種價格較低、體積小、性能指標(biāo)適中,操作簡便,能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位,速度可調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)控制器。 控制器的核心為MSP430F167。課題對外圍檢測、控制、驅(qū)動電路進行相關(guān)的研究和設(shè)計,并按照控制器的需求設(shè)計相應(yīng)的軟件。最后給出實驗結(jié)果:系統(tǒng)運行穩(wěn)定,速度曲線較為理想,達到了最初的設(shè)計要求。 系統(tǒng)總結(jié)了超聲波電機的發(fā)展、特點、分類,通過與傳統(tǒng)電磁電機的對比給出了超聲波電機的廣闊的應(yīng)用前景。在此基礎(chǔ)上,指出了超聲波電機研究的發(fā)展方向,明確了本文的研究內(nèi)容。 總結(jié)了環(huán)形行波型超聲波電機的結(jié)構(gòu)特點、運行機理,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了環(huán)形行波型超聲波電機調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等控制方法以及推挽、半橋和全橋驅(qū)動逆變電路的優(yōu)缺點。 本課題設(shè)計了基于超聲波電機的控制驅(qū)動系統(tǒng)電路。首先,提出了本次設(shè)計的設(shè)計思想及目的;其次,介紹了本設(shè)計的控制器硬件電路具體設(shè)計過程以及調(diào)頻調(diào)速的實現(xiàn)方式。然后,詳細介紹了該控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成,包括上位機軟件、下位機軟件以及通訊部分。詳細闡述了在本控制系統(tǒng)中的調(diào)速、定位原理。最后通過實驗結(jié)果說明了該小型控制系統(tǒng)的有效性。
上傳時間: 2013-07-18
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